纵扭复合超声椭圆振动振子的设计与实验研究

基于纵振波动方程和扭振波动方程设计一种纵振振子和一种扭振振子,利用有限元分析方法 (FEM),提出一种对纵振振子和扭振振子结构振动曲线进行简并设计新型纵扭复合超声椭圆振动振子的方法,对简并的超声椭圆振动振子进行了结构动力学仿真分析,并对纵扭复合超声椭圆振动振子样机进行阻抗特性和振动特性实验研究。结构动力学仿真、样机阻抗特性和振动特性实验得到的参数和曲线对纵扭复合超声椭圆振动振子的制造、装配、电路阻抗匹配和生产应用具有一定指导意义和参考价值。     

矩形弹性壳液耦合系统重力波的数值分析

运用流体动力学及非线性振动有关理论,针对矩形弹性壳液耦合系统受激励所产生的低阶大幅重力波的实验现象,建立了壳液耦合系统的运动方程组,用数值计算方法得到了重力波的时间历程曲线及幅频曲线,数值计算结果能较好地解释实验现象,并为研究此类问题提供了有效的方法。     

采用自适应超扭观测器的电液伺服系统故障重构研究

为克服电液伺服系统中故障分布的不确定性,设计一种自适应增益超扭滑模观测器,用于电液伺服系统对有界未知扰动的故障进行重构。通过对电液伺服系统进行分析,获取电液伺服系统非线性动力学方程。利用电液伺服系统非线性动力学方程,构造自适应超扭观测器,用于消除观测器增益的保守性,提高抖振削弱效果。将该自适应超扭观测器引入电液伺服系统的故障重构,克服故障分布的不确定性。实验结果表明:所设计的方法能够较好地对气缸位置以及气缸速度进行估计,估计结果准确度较高,而且没有较大的抖振现象,超调量也较小。说明所设计的自适应超扭观测器能够较好地适应故障的不确定性,减少抖振效应,从而能够较好地实现电液伺服系统的故障重构。     

焊接与切割设备的使用和维修(八)--直流弧焊发电机的安装、使用与维修

介绍了直流弧焊发电机的特点、分类和适用范围，对电动机驱动的直流弧焊发电机的安装、使用、常见故障的修理与调试进行最较仔细地分析。     

间隙冲击导致联轴器叉头断裂的数值模拟及实验验证

由于设计、安装以及磨损等因素导致中厚板轧机主传动系统存在不同间隙,在咬钢冲击或打滑条件下,各轴段在间隙内发生重复碰撞,造成振幅增加。针对某钢厂现役中厚板轧机联轴器叉头断裂事故,将轧机的主传动系统简化成4自由度非线性扭振模型,在MATLAB中建立轧机主传动系统的仿真模型,采用数值计算方法得到轧机在间隙冲击下各轴段的扭矩曲线以及对扭矩放大系数的影响,并通过采集连接轴的应变数据,得到应变曲线。研究结果给出了轧制过程中联轴器叉头断裂事故的原因之一,由间隙产生的冲击改变了系统的加载方式,轧辊咬入钢坯的速度越高,扭振响应越严重。     

大型轨梁粗轧BD1轧机主传动系统扭振特性研究

基于动力学模型与有限元法对轨梁轧机主传动系统进行扭振特性分析,求解系统扭振固有频率和主振型。对系统关键参数等效与转化,建立分支式与直串式动力学模型。利用Ansys Workbench求解系统固有频率和主振型,通过有效质量占比选取扭振方向上关键模态阶数。结果表明：分支式与直串式表征结果一致,且与有限元结果一一对应。有限元结果包含主传动系统整体和局部模态,涵盖了大量扭振信息。研究为轧机优化设计、揭示轧机动态特性提供理论参考。     

金属板材面内扭转实验研究

以5182铝合金为研究对象,对双桥剪切试样进行了面内扭转实验,引入数字图像相关技术(DIC)实现了对扭转角的精确测量,得到了基于DIC方法的扭矩-扭转角曲线,与通过理论角速度计算的扭转角曲线相比,DIC方法显著减小了对扭转角的测量误差.通过引入有限元模型更新技术(FEMU),在大变形条件下对应变硬化曲线进行了参数标定,...     

F4轧机工作辊垂扭耦合振动仿真与分析

轧机工作辊处耦合振动是影响带钢质量的重要因素。根据某钢厂F4轧机实际参数建立了轧机工作辊垂扭耦合振动数学模型并进行了求解,得到了轧机工作辊处垂振和扭振的相互影响关系。同时,建立了该轧机系统三维模型,利用有限元分析软件ANSYS实现了关键部件的柔性化,最终建立了基于ADAMS的轧机系统刚柔耦合虚拟样机。利用ADAMS振动分析等模块,仿真分析了不同激励下轧机工作辊的动态响应情况。通过现场实测信号的分析验证了轧机工作辊垂扭耦合振动存在的真实性及模型建立的可靠性。分析结果表明,轧机工作辊处存在垂扭耦合振动且垂振对扭振的影响较为明显。     

对烧结矿直线振动筛产生扭振现象研究

本文作者在实验研究的基础上,对热矿筛扭振产生的原因及其危害性进行了分析、计算和阐述。本文指出,当激振力不通过筛体质心时,会使热矿筛在直线振动的同时,伴随有扭振产生;当扭振的固有频率与激振频率相近时,会导致共振现象的发生,这是筛体所以很快损坏的主要原因。因此当设计与使用热矿筛时,不仅要使激振频率值远离直线振动固有频率值,也要使激振频率值远离扭振固有频率值,这一观点值得设计与使用者重视与参考。     

基于最大相关峭度反褶积法的行星齿轮故障诊断

针对行星轮系结构复杂,故障信号特征提取困难,提出使用扭振信号对行星齿轮箱故障进行诊断。通过对行星齿轮箱横向振动信号与扭振信号的频谱分析发现,扭振信号相对于往复振动信号更适合行星轮系的故障诊断。针对扭振信号微弱,冲击特性不明显,提出基于最大相关峭度反褶积处理扭振信号。首先对采集的行星齿轮扭振信号先进行零均值化预处理,然后使用MCKD方法增强扭振信号的冲击特性。以故障冲击特性的峭度值作为选择FIR滤波器长度的选择依据,最终使得行星齿轮箱扭振信号的故障冲击特征得到显著提升。该方法对于扭振信号的降噪与提高周期故障冲击特征有效,适用于行星齿轮箱扭振信号的故障诊断。     

Hastelloy C-276合金应力松弛试验及蠕变本构方程

对Hastelloy C-276合金分别在不同的温度(750、800、850和900℃)和相应的初始应力(250、250、250和200 MPa)条件下进行了多组应力松弛试验。利用试验测得的应力松弛曲线推导出应力松弛过程中蠕变应变速率与应力之间的关系,建立用于描述Hastelloy C-276合金应力松弛行为的蠕变本构方程,通过对蠕变应变速率—应力曲线进行拟合,得到各温度下蠕变本构方程中的材料常数。将蠕变本构方程带入有限元软件MSC.Marc对Hastelloy C-276合金的应力松弛过程进行模拟,模拟得到的应力松弛曲线与试验测得的应力松弛曲线符合得很好,验证蠕变本构方程的可靠性。     

Long-term creep characterization of Gr. 91 steel by modified creep constitutive equations

This paper focuses on the long-term creep characterization of Gr. 91 steel using creep constitutive equations. The models of three such equations, a combination of power-law form and omega model (CPO), a combination of exponential form and omega model (CEO), and a combination of logarithmic form and omega model (CLO), which are described as sum decaying primary creep and accelerating tertiary creep, are proposed. A series of creep rupture data was obtained through creep tests with various applied loads at 600 °C. On the basis of the creep data, a nonlinear least-square fitting (NLSF) analysis was carried out to provide the best fit with the experimental data in optimizing the parameter constants of an individual equation. The results of the NLSF analysis showed that in the lower stress regions of 160 MPa (σ/σ_ys <0.65), the CEO model showed a match with the experimental creep data comparable to those of the CPO and CLO models; however, in the higher stress regions of 160 MPa (σ/σ_y > 0.65), the CPO model showed better agreement than the other two models. It was found that the CEO model was superior to the CPO and CLO models in the modeling of long-term creep curves. Using the CEO model, the long-term creep curves of Gr. 91 steel were numerically characterized, and its creep life was predicted accurately.     

基于反向步进的直流电机系统的鲁棒速度控制器设计

本文针对直流电机非线性系统提出了一种基于反向步进的非线性自适应速度控制策略。首先通过状态重构将直流电机系统模型转化为级联结构,其次考虑参数不确定及转矩干扰设计具有鲁棒性的自适应反向步进控制器。仿真结果表明本文提出的这种控制方法适用于参数不确定情况下的直流电机系统的速度调节且具有较好的速度跟踪性能。     

转矩电动机动态特性的有限元分析与实验研究

转矩电动机在将电信号转换为机械输出信号的过程中起着至关重要的作用。借助有限元分析方法,对转矩电动机的动态性能进行分析,得到其气隙中的磁通量、电枢上产生力的计算方程。在剖析转矩电动机结构的基础上,利用气隙的物理特性,求取气隙中磁阻的模型,并利用气隙中的磁阻,计算气隙中的磁通量。通过磁通量得到电枢上产生的力,进而建立了电枢的平衡方程。通过反馈弹簧组件的实体和有限元模型,构建反馈弹簧的刚度模型以及喷射管的转动刚度模型。采用细钢丝臂和反馈弹簧等,设计了反馈弹簧和喷射管测试装置,测试了反馈弹簧和喷射管的频率响应。根据电磁学的基本原理,分析在输入电流作用下转矩电动机的磁场分布和喷管偏转情况。实验结果表明：在分析反馈弹簧和电枢的动态响应时,所提方法的分析结果与实验结果的最大偏差度分别为3.95%和6.86%。说明所提方法能够准确分析转矩电动机的动态性能,为进一步研究转矩电动机提供了参考。     

Effects of Plasma Nitriding on the Tensile Properties of Al-Mg-Si

Effects of plasma nitriding on the tensile behavior of Al-Mg-Si alloy were investigated in this study. The specimens were nitrided at 70?W input pulsed DC power at 1?mbar pressure of nitrogen for 4?h using glow discharge plasma. The formation of aluminum nitride layer on the specimen's surface was confirmed by the XRD analysis. Stress-strain curves of both un-nitrided and nitrided specimens were obtained using Universal Testing Machine. The comparison of these curves reveals that yield stress, ultimate tensile stress, percentage elongation, and stress relaxation rate decrease after plasma nitriding. The changes in the tensile properties after nitriding have been correlated with the changes in the microstructure of the specimens as observed using scanning electron microscope.     

永磁无刷直流电机的多目标优化研究

CVVL电机是一种用于提升发动机性能、降低汽车耗油量的一款永磁无刷直流电机,以其为研究对象,以提高转子输出转矩、电机效率、降低转矩脉动和定子槽满率为优化目标,以永磁体厚度、转子外径、定子内径、定子槽身宽和定子槽身高5个对优化目标影响最大的结构参数为优化变量,利用仿真软件ANSYS平台对永磁无刷直流电机结构作多目标优化,得到最优解集,最后通过仿真和试验验证优化方法的可行性,结果表明优化后的电机性能全面提升,满足优化目标,本文的多目标优化方法可为永磁无刷直流电机的结构优化提供参考。     

基于PM流量控制器的开式液体静压导轨动态特性分析(英文)

液体静压导轨系统实质是非线性系统,在分析其动态特性时通常被简化为线性系统,然而目前还未见关于对线性化导致的误差进行研究的文献。以PM控制器调节下的开式静压导轨为对象,推导了导轨关于压力、流量的非线性微分方程组。一方面,对导轨支承系统进行线性化处理,利用Laplace变换的方法获得了系统的传递函数,并绘制了系统的阶跃响应和脉冲响应曲线。另一方面,利用Simulink工具箱搭建了非线性系统的框图,并绘制了系统的阶跃响应和脉冲响应曲线。对比2种方法得到的响应曲线,线性化的系统与原系统的响应曲线差别很小,精度能够满足正常的工程需要,表明线性化处理对于PM控制器调节下的开式静压导轨是可行的。因此对静压导轨进行了动态性能分析,绘制了幅频、相频、动刚度曲线图。所做研究为线性化处理使用PM控制器的开式静压支承系统提供了理论依据,为工程实际提供了参考。     

机械压力机肘杆式工作机构运动学建模与分析

为了分析机械压力机工作机构的运动学特性,应用矢量方程解析法对曲柄肘杆机构进行了运动学分析,在封闭矢量图基础上建立了机构的位移方程,推导了对应速度方程和加速度方程,并得到待求量的解析式;采用机构数值分析法对运动学模型进行了求解分析,设计了运动学方程计算程序框图,基于MATLAB软件编写了计算程序,对非线性运动学方程进行数值求解,并对计算结果进行图形化处理,得到了肘杆摆角以及滑块位移、速度和加速度运动曲线;利用计算结果定量分析工作机构的肘杆摆角极限、最大滑块行程、滑块平均速度与标准方差,并验证了曲柄肘杆机构的设计合理性。     

数控车床主轴拖动电机故障暂态仿真

为了能够准确地实现车床主轴拖动电机的故障诊断,从车床主轴拖动电机的状态方程出发,利用SIMULINK构造了车床主轴拖动电机仿真模型,并对电机在电源短路、励磁电压突然变化等情况下的转速、转子电流进行了仿真,并对仿真结果进行了分析.该仿真结果为车床主轴拖动电机的早期故障诊断提供重要依据.     

基于FPGA高精度无刷直流电机控制系统的设计

为了解决无刷直流电机控制精度低和不稳定性问题,设计了一种基于FPGA的高精度无刷直流电机控制系统。该系统主要由FPGA控制器、驱动电路和电流检测电路组成。采用了一种新的参数自动随系统状态变化而改变的PID算法,能有效地提高电机的控制能力和增强其动态特性。通过实验平台验证,该系统能够有效地抑制转矩脉冲,同时缩短了控制时间,提高了系统的稳定性。该设计具有一定的工程参考及应用价值。